9模块九 轴系零部件

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一、轴的材料
减速器输出轴的材料应具有较好的强度、韧性及耐磨 性，通常选用45钢并经适当热处理即能满足使用要求。 轴的材料主要是碳钢和合金钢。一般用途的轴常用优 质碳素结构钢，如35、45、50钢等；轻载或不重要的 轴可采用Q235、Q275等普通碳素钢；重载或重要的轴 可选用35SiMn等合金结构钢；对于结构复杂的轴（如 曲轴、凸轮轴）可采用球墨铸铁来代替锻钢；大直径或 重要的轴常采用锻造毛坯，中小直径的轴常采用轧制圆 钢毛坯。 轴的常用材料及其力学性能见下表。
采用润滑油润滑。
⑵ 滚动轴承的密封 为了防止润滑剂中脂或油的泄漏和外界有 害物质侵入轴承内，滚动轴承必须密封。常用的密封方法分为接触 式密封和非接触式密封，接触式密封有毡圈密封、橡胶油封；非接 触式密封有间隙式密封、迷宫式密封。
三、滚动轴承
6.滚动轴承的润滑和密封
与滑动 轴承相比， 滚动轴承 具有摩擦 阻力小、 启动灵敏、 使用维护 方便、轴 向尺寸小、 互换性好 等优点， 在各类机 械中广泛 应用。
键连接
2.平键连接的尺寸选择、标记和强度计算 （3）平键的强度计算 键连接的失效形式有压溃、磨损和剪断。由于键为标准件， 用与静连接的普通平键，主要失效形式是工作面被压溃；对于 滑键、导向平键的动连接，主要失效形式是工作面的磨损。因 此，通常按工作面上的最大挤压应力（动连接用最大压强）进 行强度校核计算。如图所示。
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任务分析
通过对减速装置的传动分析可知，轴在工作过程 中，要承受一定力的作用，经过一段时间后，还会 出现磨损或损坏等现象。
轴 因此，在进行轴的设计时，要选用适宜的材料， 的 进行必要的强度计算和结构设计。 设 已知P、n 轴上载荷 计 方 初算 P P 转矩T 9.55 10 N mm d C 法 n n 和 结构设计 步 各段直径d 绘制轴工作图 各段长度l 骤
三、滚动轴承
3.滚动轴承的代号 滚动轴承基本代号表示方法举例
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2-类型代号，调心滚子轴承； 32-尺寸系列代号； 24-内径代号， d=120mm。 6-类型代号，深沟球轴承； 2-尺寸系列代号； 08-内径代号，d=40mm。
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三、滚动轴承
4.滚动轴承类型的选择
滚动轴承选用时可考虑以下方面因素： ⑴ 载荷和转速 转速较高、载荷较小、要求旋转精度高、无振 动和冲击时，选用球轴承；转速较低、载荷较大且有冲击时应选用 滚子轴承；轴承受径向载荷，应选用向心轴承；只受轴向载荷时， 则选用推力轴承；同时承受径向和轴向载荷时，使用角接触轴承或 圆锥滚子轴承；当轴向载荷比径向载荷大很多时，使用推力轴承和 深沟球轴承的组合结构。 ⑵ 调心和安装要求 当轴的支点跨度较大或两轴承孔的同轴度 误差较大时应使用调心轴承。但调心轴承需成对使用，否则将失去 调心功能。在经常装拆或装拆比较困难的场合，应选用内外圈可分 离的圆柱或圆锥滚子轴承。 ⑶经济性 普通结构的球轴承比特殊结构的轴承便宜，球轴承比 滚子轴承便宜。同型号轴承，精度越高，价格越贵。
二、滑动轴承
3.滑动轴承的润滑
为减少摩擦，延长寿命、提高效率，保证轴承正 常工作，滑动轴承需要有良好的润滑。 （1）润滑剂及其选择 常用的润滑剂有润滑油、 润滑脂和固体润滑剂 。滑动轴承最常用的是润滑油。 对于轻载、高速、低温的应选用粘度小的润滑油；对 于重载、低速、高温的应选用粘度较大的润滑油。润 滑脂粘度大，不易流失，适用于低速、载荷大、不经 常加油的场合。固体润滑剂有石墨、二硫化钼。 （2）常见的滑动轴承润滑方式及装置， 见下表 。
三、滚动轴承
3.滚动轴承的代号
（1）轴承类型代号 用数字或字母表示不同类型的轴承，见下表。
三、滚动轴承
3.滚动轴承的代号
（2）尺寸系列代号
三、滚动轴承
3.滚动轴承的代号
（2）尺寸系列代号 内径相同而外径不同所构成的系列，称为直径系列，如下图所 示。
三、滚动轴承
（3）内径代号
3.滚动轴承的代号
三、滚动轴承
5.滚动轴承失效形式
⑴ 疲劳点蚀 轴承滚动体表面出现在脉动循环接触应力重
复作用下，当应力和变化次数达到一定数值时，就可能在内、外
圈和滚动体表面产生微小裂纹并逐渐发展，使金属成片状剥落， 形成疲劳点蚀，见图9-14所示。
⑵ 塑性变形 当轴承承受很大静载荷或冲击载荷时，使得
轴承的套圈、滚道或滚动体接触表面的局部应力，超过材料屈服 极限，将产生塑性变形。
[p]——许用压强（MPa）。
键连接
2.平键连接的尺寸选择、标记和强度计算
出键的类型和尺寸后，还应进行强度校核计算。
键连接
2.平键连接的尺寸选择、标记和强度计算 平
键
连 接 的 尺
寸
选 择
键连接
2.平键连接的尺寸选择、标记和强度计算 （2）平键标记
平键标记的基本形式是：
GB/T 1096 键类型b×h× L，普通A型平键可不标出类型。
例： GB/T 1096键B16×10×100 表示b=16mm、h=10mm、 L=100mm的普通B型平键。
们可以选择向心球轴承，即可以满足该传动轴的使用要求。
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轴承的功用是什么？
滑动轴承的润滑有什么必要性？
滚动轴承的使用特点是什么？ 轴承的选择原则有哪些？生活中常见到 的轴承有哪些？试举例说明。
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任务3
选择键连接
任务目标
1.了解键连接的类型及应用 2.掌握平键连接的尺寸选择和强度校核
任务引入
三、分析轴的结构及轴上零件的固定
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分析并说明自行车的前轴、中轴、后轴分 别是什么类型的轴？
轴的结构应满足哪些要求？
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轴上零件的周向固定、轴向固定有哪些方 法？试举例说明。
任务2
合理选用轴承
任务目标
1.了解滑动轴承的结构和材料的选择
2.了解滚动轴承类型及代号含义
3.能够合理选用轴承
任务引入
如右图所示为 某一传动轴，该传 动轴所受载荷较小 但转速较高，旋转 精度较高，主要承 受径向载荷，为使 该轴能在壳体中保 持一个正确的位置， 从而保证轴及其上 面的零件的位置及 旋转精度，减少轴 与支撑间的摩擦和 磨损，试选择合适 轴承。
三、滚动轴承
1.滚动轴承的结构
常见的滚动体的形状
三、滚动轴承
1.滚动轴承的结构
常见的保持架结构形式
三、滚动轴承
2.滚动轴承的类型
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三、滚动轴承
2.滚动轴承的类型
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三、滚动轴承
2.滚动轴承的类型
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三、滚动轴承
3.滚动轴承的代号
因滚动轴承的类型和尺寸繁多，为方便生产、设计和选用，对 滚动轴承的类型、类别、结构特点、精度和技术要求等国家标准规 定了用代号来表示的方法。滚动轴承的端面上通常印有该轴承的代 号。我国标准规定，滚动轴承代号由前置代号、基本代号和后置代 号组成。 前置、后置代号是轴承在结构形状、尺寸、公差、技术要求等 有改变时，在其基本代号左右添加的补充代号，一般可省略。具体 内容请查阅《机械设计手册》相关标准规定。本课题只介绍基本代 号。 基本代号表示轴承的类型、结构和尺寸，是轴承代号的核心。 由类型代号+尺寸系列代号+内径代号 三部分组成。
任务分析
轴承是机械不可缺少的重要零件，主要功能是
确定轴与轴上零件的相对运动位置并起支撑和导向 作用；保持轴的精确位置和旋转精度；减少轴与支 撑间的摩擦和磨损。 该传动轴所受载荷较小但转速较高，旋转精度
较高主要承受径向载荷，合理选择合适的轴承。
一、轴承的分类
滑动轴承： 轴承与轴工作表面 间为滑动摩擦。
一、轴的材料
二、轴的类型
1.按所受载荷分 心轴： 只承受弯矩 传动轴：只承受转矩 转轴：同时承受弯矩和转矩
心轴
转轴
传动轴
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二、轴的类型
2.按轴的结构形状分
直轴
曲轴
挠性轴
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三、轴径的确定
三、轴径的确定
三、轴径的确定
四、轴的结构设计
1. 轴的结构
四、轴的结构设计
2. 轴上零件的固定
四、轴的结构设计
2. 轴上零件的固定
四、轴的结构设计
2. 轴上零件的固定
四、轴的结构设计
2. 轴上零件的固定
四、轴的结构设计
2. 轴上零件的固定
四、轴的结构设计
3. 轴的结构工艺性
任务施 任务实施
一、分析输出轴的材料
为了满足使用要求，该轴选用了45钢并经适当热处理。
二、强度计算确定轴径
任务施 任务实施
二、滑动轴承
3.滑动轴承的润滑
二、滑动轴承
3.滑动轴承的润滑
滑动轴承具有工作平稳、无噪音、径向尺寸小、耐冲击和承载能力 大等独特优点，在内燃机、机床中得到广泛应用。
三、滚动轴承
1.滚动轴承的结构
滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。内 圈装在轴径上，与轴一起转动。外圈装在机座的轴承孔内， 一般固定。内外圈上设置有滚道，当内外圈相对旋转时， 滚动体沿着滚道滚动。
键连接
2.平键连接的尺寸选择、标记和强度计算
（3）平键的强度计算
由平键连接的受力分析可知： 静连接 (9-2) 对于导向平键、滑键组成的动连接，计算依据是磨损，应 限制压强， 即 (9-3) 式中：T——转矩（N· mm）； d——轴的直径（mm）； h——键的高度（mm）； l——键的工作长度（mm）；对于A型键，l=L-b；B 型键 l=L ；C型 键, l=（L-b）/2。 [σp]——许用挤压应力（MPa）；
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滚动轴承：
轴承与轴工作表面间 为滚动摩擦。
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